新型风速计跟踪声音传播，以便更快、更精确地计算火星上的风速
以下内容翻译自原文：
火星的环境是出了名的不适宜居住，火星一天的温度波动剧烈，平均温度为负 80 华氏度。它的表面大部分被红色尘埃覆盖，地形以火山口、峡谷和火山为代表。而且它的大气层非常稀薄，只有地球密度的1%左右。
不用说，测量这颗红色星球上的风速是具有挑战性的。火星着陆器已经能够捕获测量数据，其中一些测量了风吹过时加热材料的冷却速度，另一些则使用相机对风中吹动的“故事”进行成像。这两种风速测量方法都对地球的气候和大气产生了宝贵的见解。
但天文工具棚仍有改进的空间，特别是随着未来几年将宇航员送往火星的计划的展开。
在《美国声学学会杂志》上，来自加拿大和美国的研究人员展示了一种新型声波风速测量系统，该系统采用一对窄带压电传感器来测量声音脉冲通过火星空气的传播时间。该研究考虑了换能器衍射效应和风向等变量。
“通过测量向前和向后的声音传播时间差，我们可以准确地测量三个维度的风，”作者罗伯特·怀特说。 “这种方法的两个主要优点是速度快并且在低速下效果很好。”
研究人员希望能够测量每秒 100 次风速，风速低至 1 厘米/秒，这与之前的方法形成鲜明对比，之前的方法只能记录每秒约 1 次风速，并且很难跟踪 50 厘米以下的风速/s。
怀特说：“通过快速准确的测量，我们希望不仅能够测量平均风，还能够测量湍流和脉动风。” “这对于理解大气变量非常重要，这些变量可能会给小型飞行器带来问题，例如最近在火星上飞行的聪明号直升机。”
研究人员在二氧化碳（火星上的主要大气气体）的较宽温度范围和较窄压力范围内对超声波换能器和传感器进行了表征。通过他们的选择，他们表明温度和压力变化只会导致标称错误率。
怀特说：“我们正在开发的系统将比以前使用的任何系统快 10 倍，准确度高 10 倍。” “我们希望它能够在考虑未来的火星任务时产生更有价值的数据，并提供有关火星气候的有用信息，或许还能对更好地了解我们星球的气候产生影响。”
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原文：https://phys.org/news/2024-08-anemometer-tracks-speedier-precise-mars.html
